淺談水泥強度檢測中應(yīng)注意的幾個問題*

馮培杰 趙 昆 沈?qū)W鋒 蘭小波 刁 睿

宜賓市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，四川 宜賓 644002

淺談水泥強度檢測中應(yīng)注意的幾個問題*

馮培杰 趙 昆 沈?qū)W鋒 蘭小波 刁 睿

宜賓市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，四川 宜賓 644002

通過單因素試驗研究水灰比、涂油量、裝模方式、刮平方式、受力面等對水泥強度的影響，結(jié)果表明：水灰比、涂油量和受力面對水泥強度的影響較大，而裝模方式和刮平抹平方式對水泥強度的影響較小。在檢測過程中嚴格按照標準的規(guī)定進行操作，可避免各種誤差對水泥強度的影響。

水泥 強度 檢測 影響因素

0 引言

水泥是最重要的建筑材料之一，是混凝土的主要膠結(jié)材料，而水泥強度是水泥膠結(jié)能力的體現(xiàn)，是混凝土強度的根本來源，因此，水泥強度檢測結(jié)果的準確性直接關(guān)系到建筑施工中水泥材料的正確使用以及工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。但是，在對水泥強度進行檢測的過程中，我們發(fā)現(xiàn)水灰比、涂油量和受力面以及裝模方式和刮平抹平方式都對水泥強度有影響，會影響到水泥強度檢測結(jié)果的準確性。本文就水泥強度檢測中這幾個方面的問題進行試驗研究。

1 試驗

1.1 原料

復(fù)合硅酸鹽水泥：32.5，四川雙馬宜賓水泥制造有限公司提供；復(fù)合硅酸鹽水泥：32.5R，長寧紅獅水泥有限公司提供；普通硅酸鹽水泥：42.5，四川雙馬宜賓水泥制造有限公司提供；ISO標準砂：廈門艾思歐標準砂有限公司提供。

1.2 試驗儀器

水泥膠砂攪拌機：JJ-5，無錫市建筑材料儀器機械廠生產(chǎn)；ISO水泥膠砂振實臺：ZT-96，無錫市建鼎建工儀器廠生產(chǎn)；標準恒溫恒濕養(yǎng)護箱：YH-60A，南京捷迪電子儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)；抗壓抗折一體化試驗機：ETM305ZY-2，深圳萬測試驗設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法

按GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》進行。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 水灰比對水泥強度的影響

GB 175-2007/XG1—2009《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定，水泥強度按GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》進行試驗?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥和摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥在進行膠砂強度檢驗時，其用水量按0.50水灰比和膠砂流動度不小于180 mm來確定。當(dāng)流動度小于180 mm時，應(yīng)以0.01的整倍數(shù)遞增的方法將水灰比調(diào)整至膠砂流動度不小于180 mm[1]。但是，在對水泥強度進行檢測時，有些檢驗人員沒有測定水泥的膠砂流動度，直接采用0.50的水灰比進行試驗，導(dǎo)致膠砂流動度小于18 0mm的水泥強度檢驗結(jié)果進入報告之中。為此，我們采用兩種流動度小于180 mm的水泥進行試驗研究，看看檢測的水泥強度是否準確，試驗結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，兩種水泥的強度均隨水灰比的增大而降低。水灰比增大，則單位體積內(nèi)水泥和砂的質(zhì)量減少，顆粒間距增大，水泥漿體結(jié)構(gòu)不易緊密，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易形成，從而導(dǎo)致水泥強度降低。因此，在實際檢驗中，一定要先測定水泥的膠砂流動度，如果不測流動度，當(dāng)所檢測的水泥膠砂流動度小于180 mm時，水泥強度的檢測結(jié)果將會偏高；其次，應(yīng)準確控制水泥用量和加水量，要用經(jīng)檢定合格的臺秤和自動滴管準確稱量水泥用量和加水量，攪拌鍋洗凈后一定要用濕布將鍋內(nèi)壁的水分擦拭干凈，而且在向攪拌鍋內(nèi)倒入水泥時，一定要將水泥倒凈并防止水泥濺出，以免影響檢驗結(jié)果的準確性。

表1 水灰比對水泥強度的影響

2.2 涂油量對水泥強度的影響

檢測水泥強度需要用試模制作水泥膠砂試體。為了便于拆模，要在試模內(nèi)表面涂上一薄層模型油或機油，一般是用毛刷沾著油往試模上刷，涂油量因人而異。為驗證涂油量的多少是否會影響水泥膠砂強度，為此，我們采用三種水泥對不同試模涂油量進行試驗研究，涂油適量的試模刷一遍油，油量適量，油層較薄；涂油較多的試模刷兩遍油。試驗結(jié)果如表2所示。

表2 涂油量對水泥強度的影響

由表2可以看出，當(dāng)試模涂油較多時，水泥強度均有所降低。從脫模后的水泥膠砂試件上可以明顯地看到，涂油較多的試件底面和側(cè)面的氣泡明顯比涂油適量的氣泡多而大。涂油較多的試模，在裝填膠砂振實成型時，油滴會往上移或滯留于試體中，在試體中形成較多的氣泡和空隙，從而使水泥強度降低。其次，涂油過多會在試體表面形成一層油膜，在試體養(yǎng)護過程中阻礙試體與水的接觸，不利于水泥水化反應(yīng)的進行，從而導(dǎo)致水泥強度偏低。所以，試模涂油一定要涂抹均勻，涂油應(yīng)越薄越好，便于拆模即可，這樣才能保證檢測結(jié)果的準確性。

2.3 裝模方式對水泥強度的影響

在試體成型過程中，每個模槽每層所裝的膠砂質(zhì)量應(yīng)符合標準的要求。標準規(guī)定，每個模槽第一層的膠砂質(zhì)量約為300 g，第二層約為375 g。但是，檢驗人員在第一層裝模時，通常是在試模內(nèi)先放入稍過量的膠砂，然后借助大播料器把料層播平，同時將多余的膠砂舀出，而這樣做會使每個模槽第一層的膠砂質(zhì)量偏離300 g的規(guī)定，特別是當(dāng)水泥的膠砂流動度較大時，可能還會遠遠超過300 g。為此，我們采用不同的裝模方式對水泥強度的影響進行研究，探討第一層膠砂質(zhì)量對水泥強度的影響，裝模方式Ⅰ～Ⅳ的第一層膠砂質(zhì)量分別為300 g、337.5 g、375 g和400 g，裝模方式Ⅴ為平時檢驗時的裝模方式，即借助播料器裝模的方式。試驗結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，隨著第一層膠砂質(zhì)量的增加，水泥的強度均有略微地增加。這是因為根據(jù)標準，第一層膠砂總共被振實了120次，而第二層膠砂只被振實了60次，隨著第一層膠砂質(zhì)量的增加，有更多的膠砂被振實了120次，膠砂試體內(nèi)部更加均勻密實，從而使水泥強度增大。從表3中還可以看出，裝模方式Ⅴ與裝模方式Ⅰ比較，水泥強度變化很小。因此，在樣品檢驗時可以直接借助播料器完成裝模，這樣既提高了檢驗效率，又降低了膠砂泌水的可能性。

2.4 刮平、抹平方式對水泥強度的影響

GB/T 17671-999中規(guī)定：振動完畢，取下試模，用一金屬直尺以近似90°的角度架在試模模頂?shù)囊欢?，然后沿試模長度方向以橫向鋸割動作慢慢向另一端移動，一次將超過試模部分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情況下將試體表面抹平[2]。但是，刮平、抹平操作因人而異，存在刮平左右幅度、力度不均勻，試體表面不平整、反復(fù)抹平等問題，導(dǎo)致試驗結(jié)果的準確性降低。為此，我們采用不同的刮平、抹平方式對水泥強度的影響進行研究，試驗結(jié)果如表4所示。

表3 裝模方式對水泥強度的影響

由表4可以看出，刮平左右幅度、力度不均勻，試體表面不平整與標準刮平、抹平比較，水泥強度均有不同程度的下降；而反復(fù)抹平與標準刮平、抹平相比，水泥強度只出現(xiàn)了略微地下降。刮平方式不當(dāng)，會使水泥試體表面不平整，受力時產(chǎn)生局部應(yīng)力，導(dǎo)致強度降低。抹平次數(shù)也不宜過多，否則會使?jié){體泌水、脫皮。其次，無論鋸割還是抹平，兩手用力都要均勻，使得三條試體表面水平一致，以免試體前高后低，或者左高右低，造成強度偏差。此外，刮尺做鋸齒狀操作時用力過猛將前端膠砂帶起，也會影響水泥強度檢驗結(jié)果的準確性。

2.5 受力面對水泥強度的影響

GB/T 17671-1999中規(guī)定，在測定抗折強度和抗壓強度時，試體受力面均為試體成型時的側(cè)面，但若受力面是成型面會對水泥強度產(chǎn)生多大的影響，為此，我們分別以試體四個面作為受力面進行試驗研究，試驗結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，成型面向上時抗折強度最大，氣孔多的側(cè)面向上和氣孔少的側(cè)面向上時抗折強度次之，底面向上時抗折強度最小。這是因為在抗折強度測定過程中，試體上表面受壓，下表面受拉，而水泥膠砂的抗壓強度要遠遠大于其抗拉強度，因此，當(dāng)成型面和氣孔多的側(cè)面作為下表面受拉時，由于其表面氣孔、微縫等缺陷較多，會在這些缺陷處形成應(yīng)力集中，從而在氣孔和微縫處產(chǎn)生裂紋，裂紋不斷擴展，最終導(dǎo)致試體破壞。此外，我們還可以看到，受力面對水泥抗壓強度的影響更大。側(cè)面受壓的試體抗壓強度要明顯大于成型面受壓的試體抗壓強度，這是因為試體側(cè)面光滑平整，而成型面由于刮平時用力不勻、起皮、滴印等原因，造成成型面粗糙不平，在受壓過程中，側(cè)面可與壓力機壓板完全接觸，受力均勻，而成型面受壓時未與壓力機壓板完全接觸，受壓面積減小，受力不均，試體提前破壞，從而導(dǎo)致試體抗壓強度降低。

表4 刮平、抹平方式對水泥強度的影響

表5 不同受力面對水泥強度的影響

因此，在實際檢驗中，我們要以試體側(cè)面為受力面測定試體的抗折強度和抗壓強度，且在測定前，應(yīng)抹去試體表面附著的水分和砂粒，每壓完一塊試體應(yīng)用毛刷將上下壓板上殘留的砂粒刷掉，避免對下一塊試體的結(jié)果產(chǎn)生影響。

3 結(jié)束語

通過以上試驗分析，我們看到水灰比、涂油量和受力面對水泥強度的影響較大，而裝模方式和刮平抹平方式對水泥強度的影響較小。但是，在檢測過程中都應(yīng)嚴格按照標準的規(guī)定進行操作，避免各種誤差對水泥強度的影響，這樣才能保證檢測結(jié)果的準確性。

[1] GB 175-2007/XG1-2009,通用硅酸鹽水泥國家標準第1號修改單[S].

[2] GB/T 17671-1999,水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)[S].

TQ172.13

B

1008-0473(2015)02-0028-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.02.007

2014-12-10）

國家質(zhì)檢總局科技計劃項目（項目編號：SCQTS_2013zjjz268）